Το προηγούμενο πείραμα είχε γίνει προ εικοσαετίας. Και τώρα οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η θερμοκρασία κοντά στο κέντρο της Γης είναι περίπου 6.000 βαθμοί Κελσίου, 1.000 βαθμοί υψηλότερη από ότι πίστευαν έως σήμερα.
Αυτές οι μετρήσεις επιβεβαιώνουν γεωφυσικά μοντέλα που προβλέπουν ότι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του στερεού πυρήνα και του μανδύα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1500 βαθμοί, ώστε να εξηγεί γιατί η Γη διαθέτει μαγνητικό πεδίο.
Ο πυρήνας της Γης αποτελείται κυρίως από μια σφαίρα υγρού σιδήρου σε θερμοκρασία 4.000 βαθμών Κελσίου και πίεση 1,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Υπό αυτές τις συνθήκες, ο σίδηρος είναι σε υγρή μορφή. Μόνο στο κέντρο της Γης, όπου η πίεση και η θερμοκρασία είναι ακόμα πιο υψηλές, στερεοποιείται ο υγρός σίδηρος.
Από την ανάλυση των σεισμικών κυμάτων προκύπτει το πάχος των στερεών και υγρών πυρήνων, καθώς και το πώς η πίεση στη Γη αυξάνεται ανάλογα με το βάθος. Ωστόσο, αυτά τα κύματα δεν παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία, η οποία έχει σημαντική επίδραση στην κίνηση των υλικών εντός του υγρού πυρήνα και του στερεού μανδύα. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα είναι η κύρια κινητήρια δύναμη των θερμικών κινήσεων μεγάλης κλίμακας, που μαζί με την περιστροφή της Γης, δρουν σαν ένα δυναμό που παράγει το μαγνητικό πεδίο της Γης.
Για να δημιουργήσουν μια ακριβή εικόνα της θερμοκρασίας εντός του κέντρου της Γης, οι επιστήμονες εξέτασαν το σημείο τήξης του σιδήρου σε διαφορετικές πιέσεις στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας ισχυρές ακτίνες λέιζερ για να θερμάνουν τα δείγματα σε θερμοκρασίες 4.000 ή ακόμη και 5.000 βαθμών Κελσίου.
«Στην πράξη, πολλές πειραματικές προκλήσεις πρέπει να πληρούνται, καθώς το δείγμα του σιδήρου πρέπει να μονώνεται θερμικά και επίσης δεν πρέπει να επιτρέπεται να αντιδρά χημικά με το περιβάλλον του», εξηγεί η επικεφαλής της έρευνας Ανιές Ντεβελέ. «Ακόμη και αν ένα δείγμα φθάσει τις ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις του κέντρου της Γης, θα το κάνει μόνο για δευτερόλεπτα. Σε αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα, είναι εξαιρετικά δύσκολο να προσδιοριστεί κατά πόσον έχει αρχίσει να λιώνει ή αν εξακολουθεί να είναι στερεό», πρόσθεσε.
Για αυτό το λόγο οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ, σε μια νέα τεχνική όπου μια έντονη δέσμη ακτίνων-Χ μπορεί να εξετάσει ένα δείγμα και να αποφανθεί αν είναι στερεό, υγρό ή εν μέρει λιωμένο μέσα σε ελάχιστο χρονικό διάστημα, χρησιμοποιώντας μια γνωστή διαδικασία περίθλασης, σύμφωνα με τον Μοχάμεντ Μεζουάρ, μέλος της επιστημονικής ομάδας. Η διαδικασία αυτή είναι αρκετά σύντομη ώστε να κρατήσει τη θερμοκρασία και την πίεση σταθερές, χωρίς να επιτρέπει χημικές αντιδράσεις.
Από την ανάλυση των σεισμικών κυμάτων προκύπτει το πάχος των στερεών και υγρών πυρήνων, καθώς και το πώς η πίεση στη Γη αυξάνεται ανάλογα με το βάθος. Ωστόσο, αυτά τα κύματα δεν παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία, η οποία έχει σημαντική επίδραση στην κίνηση των υλικών εντός του υγρού πυρήνα και του στερεού μανδύα. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα είναι η κύρια κινητήρια δύναμη των θερμικών κινήσεων μεγάλης κλίμακας, που μαζί με την περιστροφή της Γης, δρουν σαν ένα δυναμό που παράγει το μαγνητικό πεδίο της Γης.
Για να δημιουργήσουν μια ακριβή εικόνα της θερμοκρασίας εντός του κέντρου της Γης, οι επιστήμονες εξέτασαν το σημείο τήξης του σιδήρου σε διαφορετικές πιέσεις στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας ισχυρές ακτίνες λέιζερ για να θερμάνουν τα δείγματα σε θερμοκρασίες 4.000 ή ακόμη και 5.000 βαθμών Κελσίου.
«Στην πράξη, πολλές πειραματικές προκλήσεις πρέπει να πληρούνται, καθώς το δείγμα του σιδήρου πρέπει να μονώνεται θερμικά και επίσης δεν πρέπει να επιτρέπεται να αντιδρά χημικά με το περιβάλλον του», εξηγεί η επικεφαλής της έρευνας Ανιές Ντεβελέ. «Ακόμη και αν ένα δείγμα φθάσει τις ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις του κέντρου της Γης, θα το κάνει μόνο για δευτερόλεπτα. Σε αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα, είναι εξαιρετικά δύσκολο να προσδιοριστεί κατά πόσον έχει αρχίσει να λιώνει ή αν εξακολουθεί να είναι στερεό», πρόσθεσε.
Για αυτό το λόγο οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ, σε μια νέα τεχνική όπου μια έντονη δέσμη ακτίνων-Χ μπορεί να εξετάσει ένα δείγμα και να αποφανθεί αν είναι στερεό, υγρό ή εν μέρει λιωμένο μέσα σε ελάχιστο χρονικό διάστημα, χρησιμοποιώντας μια γνωστή διαδικασία περίθλασης, σύμφωνα με τον Μοχάμεντ Μεζουάρ, μέλος της επιστημονικής ομάδας. Η διαδικασία αυτή είναι αρκετά σύντομη ώστε να κρατήσει τη θερμοκρασία και την πίεση σταθερές, χωρίς να επιτρέπει χημικές αντιδράσεις.
Οι επιστήμονες προσδιόρισαν πειραματικά το σημείο τήξης του σιδήρου στους 4800 βαθμούς Κελσίου με πίεση 2,2 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Στη συνέχεια με τη μέθοδο της αναγωγής προσδιόρισαν ότι στις 3,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες, δηλαδή την πίεση στα σύνορα μεταξύ υγρού και στερεού πυρήνα, η θερμοκρασία θα είναι 5.500-6.500 βαθμοί.
«Είμαστε φυσικά πολύ ικανοποιημένοι που το πείραμά μας επικύρωσε τις καλύτερες σύγχρονες θεωρίες για τη μεταφορά θερμότητας από τον πυρήνα της Γης και την παραγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης. Είμαι αισιόδοξη ότι στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον, θα μπορέσουμε να αναπαράξουμε στα εργαστήριά μας, και να διερευνήσουμε με ακτίνες Χ, κάθε κατάσταση της ύλης στο εσωτερικό της Γης», κατέληξε η Ντεβελέ.
Πηγή: naftemporiki
«Είμαστε φυσικά πολύ ικανοποιημένοι που το πείραμά μας επικύρωσε τις καλύτερες σύγχρονες θεωρίες για τη μεταφορά θερμότητας από τον πυρήνα της Γης και την παραγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης. Είμαι αισιόδοξη ότι στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον, θα μπορέσουμε να αναπαράξουμε στα εργαστήριά μας, και να διερευνήσουμε με ακτίνες Χ, κάθε κατάσταση της ύλης στο εσωτερικό της Γης», κατέληξε η Ντεβελέ.
Πηγή: naftemporiki
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
Σχόλια
Δεν βρέθηκαν σχόλια γι'αυτό το άρθρο.
Γίνε ο πρώτος που θα σχολιάσει το άρθρο χρησιμοποιώντας την παρακάτω φόρμα